ナノ粒子が細胞膜を透過する現象の理解：分子動力学計算および平面脂質膜法による解析
大阪府立大学大学院工学研究科物質・化学系専攻化学工学分野

仲村英也

In next generation cosmetics utilizing nanoparticles, the nanoparticles are often required to translocate across a cellmembrane. Application of the external electric field has been utilized to increase the cell membrane permeability, however,damage to the cell can be a great concern. Using a molecular dynamics simulation, we here show that even under a weakexternal electric field that is lower than the membrane breakdown intensity a cationic nanoparticle directly translocatesacross a model cell membrane without membrane disruption. We then reveal its physical mechanism. At the contact
interface between the nanoparticle and the cell membrane, the electric potential across the membrane is locally enhanced
by superimposing the nanoparticle surface potential on the externally applied potential, resulting in the nanoparticle directtranslocation. Our finding implies that by controlling the nanoparticle-induced local enhancement of the membrane potential
the cellular delivery of nanoparticles via non-endocytic and non-disruptive pathway can be realized.

1. 緒にこの小胞ごと細胞内にナノ粒子が取り込まれる。一方、

言

直接透過経路は、ナノ粒子が小胞化されずに細胞内に直接ナノ粒子を利用した治療・診断技術の開発が活発に行わ輸送される透過経路である。生細胞にナノ粒子が作用したれている。ナノスケールのサイズと、それに起因して発現場合の多くは、エンドサイトーシスが最もよく発現する主する特異的な諸特性を利用して、薬物や遺伝子の送達キャ要な透過経路であることが分かってきた。しかしながら、

リア、ハイパーサーミア、フォトサーマル治療、バイオイ

エンドサイトーシスによって取り込まれたナノ粒子は小胞

1）メージングなどへの応用が精力的に研究されている 。化から脱出できず、結果的に送達効率が低下してしまうとい粧品においても、ナノ粒子を活用したいわゆるナノ化粧品う課題がつきまとう。一方で、直接透過経路は小胞にトラの開発が活発化している。これらのナノ粒子医療技術やナップされずにナノ粒子を細胞内部に送ることができるため、ノ化粧品においてその効果を最大限に引き出すには、ナノこれを実現できれば高い送達効率が期待できる。しかしな粒子は標的となる細胞の内部に送達される必要がある。そがら、直接透過は自発的には起こりにくい透過経路であるのためには、ナノ粒子は細胞を覆う最も基本的な生体障壁ため、これを何かしらの工夫で促進する必要がある。

である細胞膜を透過しなければならない。一方で、ナノ粒直接透過を促進する手法として、電場・超音波・磁場な子の種類によっては、粒子が細胞膜を透過して細胞内部まどの外力場を印加する物理的手法がこれまで提案されていで到達すると、生体へのリスクが高まる場合もある。すなる。その中で、電気穿孔法（エレクトロポレーション）
は、わち、十分な効能と安全性の両方を兼ね備えたナノ粒子医

細胞に外部から電場を印加することで、一時的に膜透過性療技術やナノ化粧品を実現するには、ナノ粒子が細胞膜をを向上させ、エンドサイトーシスを介さずに物質を細胞内透過する現象を理解し、これを精密に制御するための学理部に直接送達する手法である。近年では、ナノ粒子の細胞

1）内送達への応用も多数報告されており、粒子を高効率でが必要である 。
ナノ粒子と生細胞との相互作用は幅広い分野において関細胞内に直接送達できることが見出されている 2）。一方で、心が高く、最近の研究をまとめると、ナノ粒子の細胞膜透

過度な高電場の印加は、細胞死を引き起こすことが欠点と過経路はエンドサイトーシスと直接透過の大きく 2 つに大なる。従って、電場印加環境におけるナノ粒子の細胞膜透別されることが分かってきた 1）。エンドサイトーシスは生過を適切に制御し、高い送達効率と低侵襲性を両立するこ

細胞固有の生物的取り込み機能として知られている。細胞とが望まれる。しかしながら、電場印加時のナノ粒子の細膜が変形してナノ粒子を包み込んで小胞を形成し、最終的胞膜透過メカニズムは明らかとなっていない。
以上の背景のもと、本研究では電場印加環境におけるナ

Understanding of direct translocation of
nanoparticle across cell membrane:
a n a ly s i s by m o l e c u l a r dy n a m i c ssimulation and planer lipid bilayer method
Hideya Nakamura
Department of Chemical Engineering,Osaka Prefecture University

ノ粒子の細胞膜透過現象に焦点を当て、これを分子動力学（MD）シミュレーションにより詳細に解析した。その結果、「微弱な電場の印加によってナノ粒子が細胞膜を直接透過する」新奇な透過現象を見出し、そのメカニズムを明らかにしたので報告する 3）。加えて、平面脂質膜法を用いた実験系の構築にも取り組んだので、これについても報告する。

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ナノ粒子が細胞膜を透過する現象の理解：分子動力学計算および平面脂質膜法による解析

オンを挿入し、生理食塩水と等張な 154 mM NaCl aq. とし2 . 計算方法た。ナノ粒子には、様々な治療・診断へ活用されているア

本研究では、粗視化分子動力学法（Coarse Grained-Molecular

ルカンチオール修飾正帯電性金ナノ粒子 6）をモデルナノ粒

Dynamics: CG-MD）により、電場印加時のナノ粒子の細胞子として用いた。ここで、本透過現象において粒子の表面膜透過現象を解析した。粗視化分子動力学法は、複数の原電位は重要な因子である。そこで、末端が正電荷を持つア子をある 1 個の相互作用点（粗視化サイト）で代表させ、こンモニウム基で修飾された 8 - アミノ - 1 - オクタンチオールの粗視化サイトのダイナミクスを追跡することで系全体の（amino-OT）と、電荷がゼロの無極性 1 - オクタンチオール分子のダイナミクスを計算する手法である。これにより、（OT）の割合（amino-OT: OT）を変化させて、表面電位が異本研究で必要となるナノ粒子、細胞膜、溶媒層からなる比なる粒子を用意した（Fig. 1 C and D）。ナノ粒子の粒子径は

較的大きな計算領域（一辺が 20nm 以上）を扱うことができどれも同等で約 4 nm である。これらを用いて、ナノ粒子のる。粗視化サイト間の相互作用を規定する力場には、生体表面電位が透過現象に及ぼす影響を解析した。ナノ粒子は4）を用い細胞膜の上部に配置し、計算の初期状態を得た。電場 E のた。Fig. 1 に、本研究で用いた計算系を示す。モデル細胞膜印加を計算に考慮するため、電荷 qi を有する系内の全粗視には、生細胞膜の基本骨格である脂質二重膜を用いた。脂化サイトに外力 F=qiE を付与した。電場 E は膜の法線方向

質二重膜は、両イオン性リン脂質 DPPC および負帯電性リ下向きに印加した。電場の印加によって発生する膜電位（膜ン脂質 DPPG の 2 成分で構成し、一般に表面が負に帯電しの内表面を基準とした外表面の電位差）を、印加膜電位Δている実際の生細胞膜を模擬した。このモデル細胞膜をψappl と定義した。ここで、印加膜電位はΔ ψappl=Ed により2 つ配置し、互いに独立した 2 つの溶媒区画を設けて、こ算出した。d は細胞膜の膜厚であり、本研究では d= 4nm でれらを細胞の内外に見立てた。各溶媒区画には分極を考一定とした。また、膜の穿孔・破壊が起こり始める臨界印

慮した粗視化水分子 5）とナトリウムイオンおよび塩化物イ

加膜電位をΔψappl, C と定義し、粒子を含まない条件で計算を分子用に近年開発された MARTINI 粗視化モデル

Fig. 1 Simulation system used in this study.（ A）Initial configuration. Water
molecules are not displayed for clarity.（B）Individual coarse-grained molecules.（C）Snapshots and（D）physical properties of nanoparticles.

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コスメトロジー研究報告 Vol.27, 2019

た計算系断面を表している。amino-OT : OT = 1 : 9 および行いΔ ψappl, C を予め決定した。その結果、Δ ψappl, C =230mVであり、この値は実験値とおおよそ同じであったことから、

4 : 6 のナノ粒子の場合、ナノ粒子表面が比較的疎水性であ計算の妥当性が確認された 7）。本研究では、印加膜電位がることから、下向きへの強制移動に伴い粒子は細胞膜の疎臨界電位を超えない条件（Δψappl <Δψappl, C ）で計算を行った。

水部に侵入した。さらに下向きに移動させると、粒子は内すなわち、外部電場の印加だけでは膜の穿孔は起こらない部溶媒層に到達したが、このとき、細胞膜は元の平面膜か微弱な電場の範囲に絞って検討を行った。

ら大きく変形し、一部に欠損も見られた。一方、表面電位が比較的高い amino-OT: OT = 7 : 3 および 10 : 0 のナノ粒

3 . 結果および考察子の場合は、粒子は膜表面に付着した後、さらに粒子を膜比較のため、はじめに、電場を印加しなかった場合のナに対して強制的に押し込んでも、粒子は膜に包まれたままノ粒子の挙動を解析した。Fig. 2 A に、電場は印加せずにで、膜を透過することはなかった。以上より、電場を印加粒子のみに一定の外力を付与して下向きに強制的に移動さしない場合、amino-OT: OT= 7 : 3 および 10 : 0 のナノ粒子せた pull シミュレーションの結果を示す。図は z 軸に沿っは細胞膜を透過できないことが分かった。また、amino-A

Without external electric field(Δψappl = 0 mV; biased MD simulation)

B

With external electric field(Δψappl = 207 mV = 0.9Δψappl, c)
21 ns

24 ns

200 ns

11 ns

21 ns

42 ns

200 ns

38 ns

40 ns

44 ns

148 ns

34 ns

45 ns

67 ns

99 ns

1:9

Electric field

Pull

10:0

Amino OT: OT
7:3
4:6

18 nsCOccurrence probability [%]100 amino-OT : OT = 1 : 9806040200100 amino-OT : OT = 4 : 68060402000 46 92 138 161 184 207

100806040200100806040200amino-OT : OT = 7 : 3NPNo adhesion Membrane
Adhesion on outer surface
amino-OT : OT = 10 : 0Internalization
Adhesion on inner surface
Direct permeation
with self-resealing

046 92 138 161 184 207

Applied membrane potential, Δψappl [mV]Fig. 2 Interaction of NP with cell membrane under external electric field. Dynamics of NPs（A）without
external electric field and（B）with external electric field（Δψappl = 207 mV = 0.9 Δψappl , c）．Water molecules
were not shown for clarity. Snapshots are cross-sectional side view.（C）Occurrence probabilities of fivemodes of final fate of each NP as a function of applied membrane potential.

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Fig. 3 Dynamics of solvent molecules during the direct permeation of NP across the cell membrane. Cyan dots show
water molecules. Purple and cyan beads are sodium and chloride ions, respectively. In the case of the NP with aminoOT:OT = 7:3 under Δψappl = 207 mV = 0.9 Δ ψappl , c. Snap shots are cross-sectional side view.

OT: OT= 1 : 9 および 4 : 6 のナノ粒子の場合は、粒子に外力

in Fig. 3）。粒子が膜を透過した後は、水分子チャネルはを付与することで細胞膜を透過する可能性が示されたが、消失し、膜は自己修復した（60 . 0 ns in Fig. 3）。以上より、透過の際には膜の変形および欠損が著しかったことから、ナノ粒子の細胞膜直接透過は、ナノ粒子と細胞膜表面の接ダメージが大きい透過経路であると考えられる。また、ナ触界面直下で水分子ワイヤーが形成されることにより誘発ノ粒子にのみ外力を付与することそのものが、実際には極されることが明らかとなった。この溶媒分子のダイナミクめて困難であることも粒子すべき点である。

スは、典型的なエレクトロポレーションにおけるものと非

一方、電場を印加すると、ナノ粒子の細胞膜透過挙動は常に類似している 8）。しかしながら、本研究で印加してい大きく変化した。Fig. 2 B に、粒子の典型的な細胞膜透過る膜電位は、穿孔が起こる臨界値よりも低い電位であり、挙動を示す。Fig. 2 C には、計算系に種々の電位を印加しナノ粒子が存在しない場合、水分子ワイヤーは生成しないた際の、各粒子挙動の発生頻度を示す。なお、
この計算では、ことが特徴である。

ナノ粒子には印加電場から受ける静電気力以外の外力は以上の結果より、まず、ナノ粒子の細胞膜直接透過には作用していない。結果より、興味深いことに、pull シミュある大きさ以上の電場の印加が必要であることが分かっ

レーションでは膜を透過しなかった amino-OT : OT= 7 : 3た。さらに、ナノ粒子の透過は、典型的なエレクトロポレ

および 10 : 0 のナノ粒子が、電場を印加することで細胞膜ーションと類似して、ナノ粒子と細胞膜表面の接触界面を直接透過することが分かった。Fig. 2 B に示すように、直下における水分子ワイヤーの形成に誘発されることも

amino-OT : OT= 7 : 3 および 10 : 0 のナノ粒子は、細胞膜表分かった。これらの知見を踏まえて、我々は、ナノ粒子面に付着した後、膜の構造が変形し、二重膜を貫通する親と細胞膜表面の接触界面電気現象の変化が、ナノ粒子の細水性の細孔が生成した。そして、粒子は脂質膜小胞にトラ胞膜直接透過を引き起こしているという仮説を立てた。そップされたり、脂質分子を膜から引き抜いたりすることなして、この仮説を検証するため、ナノ粒子と細胞膜表面く、親水性の膜貫通孔を通じて細胞膜を直接透過した。さの接触界面における局所的な膜電位を解析した。Fig. 4 B

らに着目すべき点として、粒子の侵入により膜に生成しに、ナノ粒子を含まない計算系に電場を印加した際の膜電た細孔は、粒子透過後に瞬時に縮小し、膜が自己修復す位分布を示す。結果より、電位を印加しない場合、膜電位ることが分かった。すなわち、細胞膜をほとんど損傷しはおおよそ 0 mV であったのに対し（Fig. 4 A）、電場を印ない透過経路であると言える。Fig. 2 C より、この直接透加すると、印加膜電位（この場合、Δψappl ＝ 184 mV）より過経路が発現するには、161 mV 以上の印加膜電位（Δ ψapplも高い約 300 mV の膜電位が発生することが分かった。こ≥ 161 mV= 0 . 7 Δ ψappl, C）が必要であることも分かった。以れは、溶媒中のイオンの電気泳動による膜表面の電荷のイ降では、この新奇なナノ粒子の細胞膜直接透過経路に焦点ンバランスに起因している。すなわち、外部電場の印加にを当てて、さらに詳細な解析を行った。

よって溶質イオンは電気泳動するが、細胞膜を透過できな

Fig. 3 に、粒子が膜を透過した際の水分子の挙動を示す。

いため、カチオン（Na+）は細胞膜の上側（外層）表面に、アナノ粒子が細胞膜に侵入し始める前に、水分子のワイヤニオン（Cl-）は下側（内層）表面に局在する。その結果、細ー状のクラスターが膜を横切って形成された（17 . 9 ns and

胞膜表面電荷のインバランスが生じ、付加的な膜電位が発19 . 1 ns in Fig. 3）。この水分子クラスターはさらに成長し生したと考えられる。本研究では、この膜表面電荷のインて、水分子チャネルとなり（20 . 0 ns in Fig. 3）、この水分バランスに起因する膜電位をΔψsci と表記する。Fig. 4 C, D子チャネルを通じてナノ粒子は細胞膜を透過した（30 . 0 nsに、ナノ粒子が細胞膜表面に付着した際の膜電位分布を示− 123 −

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膜電位と膜穿孔が起こる臨界膜電位の比較を行った。Fig.

す。結果より、ナノ粒子と細胞膜との接触界面においては、印加膜電位にナノ粒子の表面電位が重畳することで、膜電5 に、接触界面における総膜電位Δψoverall と印加膜電位Δ位が局所的に増強されることが明らかとなった（Fig. 4 C のψappl の関係を示す。図中のΔψoverall, C は膜破壊が起こり始めΔ ψNP）。以上の結果より、ナノ粒子と細胞膜の接触界面る総膜電位の臨界値であり、膜表面電荷のインバランスににおいては局所的に高い膜電位が発生し、その総膜電位（Δ起因する電位Δψsci を考慮して予め求めたところ、本計算ψoverall）は、①印加膜電位（Δ ψappl）、②膜表面電荷のインバ系ではΔψoverall, C = 337 mV であった。結果より、ナノ粒子ランスに起因する電位（Δ ψsci）、③ナノ粒子の膜表面へのが細胞膜を直接透過したΔψappl ≥ 184 mV の範囲においては、付着によって生じる電位（Δ ψNP）の 3 種類の総和となるこ

ナノ粒子と細胞膜の接触界面における総膜電位Δψoverall はとが分かった（i.e., Δψoverall =Δψappl+Δψsci+Δψ NP）。最後に、臨界電位Δ ψoverall, C を超えていることが分かった。すなわ

この接触界面における膜電位増強とナノ粒子の細胞膜直接ち、細胞膜の破壊が起こらない微弱な電場を印加したにも透過を定量的に関係付けるために、接触界面における総関わらず、ナノ粒子と細胞膜の接触界面における局所的なElectric field
Electric field

Outer surface

z20

Inner surface

300
200
1000-100048121620 048122016B

400

300
200
100

Δψappl + Δψsci

0-100 048121620 0 48 121620ΔψNP

300
200
100DΔψoverall [mV]380

Top view

16C

400

y [nm]

xOverall membrane potential, Δψoverall [mV]A
400

Overall membrane potential, Δψoverall [mV]Overall m em brane potential, Δψoverall [m V]yΔψappl + Δψsci335

12290
8245

Projected area of NP

40-100 048121620 048121620004812x [nm]1620200

Fig. 4 Typical contour maps of the calculated overall membrane potential（Δψoverall）along the membrane surface:（A）without external electric field and without NP;（B）under external electric field without NP;（C, D）under external
electric field with NP adhesion on the membrane surface. In the case of Δψappl =184 mV = 0.8 Δψappl, c and NP withamino-OT: OT =10:0. Δψsci is the membrane potential derived from imbalance of the membrane surface charge. Δψ NP
is the enhanced membrane potential arising from the NP adhesion.

Fig. 5 Overall membrane potential at the contact interface between the NP and themembrane surface as a function of the applied membrane potential. Error bar
corresponds to the max-min within five independent simulation runs. Δψoverall, c isthe critical overall membrane potential for the membrane breakdown. The Δψoverall, c
was preliminarily determined as 337 mV. Detail about the determination of Δψoverall, ccan be found in Supplementary Text and fig. S4.

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ナノ粒子が細胞膜を透過する現象の理解：分子動力学計算および平面脂質膜法による解析

膜電位は、膜穿孔に必要な臨界電位を超えうることが示さ研究では、人工細胞膜（すなわち純粋なリン脂質２重膜）をれた。Fig. 6 には、ナノ粒子が細胞膜を透過する直前およ用いた実験系の構築に取り組んだ。その中でも、膜を介しび直後の膜電位を示す。結果より、ナノ粒子が細胞膜をた物質の透過を電気的に測定可能である平面脂質膜法に着透過した後は、粒子が細胞膜から脱離するため透過前に見目した。平面脂質膜の作成には、比較的安定した膜を簡便られた局所的な膜電位増強が粒子透過後には消失し、系全に形成できる液滴接触法 9）を用いた。Fig. 7 A に、液滴接体の膜電位は臨界強度をΔψoverall, C を下回った。その結果、触法により作成した脂質膜の模式図を示す。リン脂質デカ細胞膜はエネルギー的に安定な二重膜の構造へと自己修復ン溶液を図の左右の各区画に予め注入し、ここに KCl 水溶することができたと考えられる。

液をさらに注入することで、リン脂質分子で安定化された W/O 型の水滴を 2 個作成した。これらの水滴を接触さ4 . 平面脂質膜法を用いた実験系の構築せると、接触界面で平面脂質膜が形成される。この平面脂MD シミュレーションの結果を検証するために、実験系質膜を作成するための実験装置として、Fig. 7 B に示すアの構築にも取り組んだ。以下ではその概要を報告する。本レイデバイスを独自に試作した。デバイスは PMMA 製で、Fig. 6 Contour maps of the calculated overall membrane potential（Δψoverall（A）） before and（B）
after membrane-crossing of the NP. Δψoverall, c is the critical overall membrane potential forthe membrane breakdown. In the case of the NP with amino-OT : OT=10:0 under Δψappl =184 mV =0.8Δψappl, c.

Fig. 7 Developed experimental set-up.（A）Schematic of droplet contact method.（B）Multi-well device and multi-channel electrode used in this study.（ C）Applied
voltage and measured current when bilayer was formed.

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コスメトロジー研究報告 Vol.27, 2019

直径 250 µm の小孔が開いたフィルムを内径 4 mm の 2 つを進めていきたい。のウェルで挟み込んだ基本ユニットが 8 個設けられている。
このウェル内部に 7 . 5 µL のリン脂質デカン溶液と 16 . 5 µL謝辞の KCl 水溶液をピペッティングするだけで、フィルムの小本研究を行うにあたり、多大なるご援助を賜りました公孔を介して水滴が接触し脂質二重膜を簡便に形成すること

益財団法人コスメトロジー研究振興財団に深く感謝申し上ができる。また、各ウェルには Ag/AgCl 電極が埋め込まげます。

れており、この電極は電圧印加装置、8 ch 同時測定が可能な微小電流検出アンプ、データロガーに接続されている。

（引用文献）

このセットアップで、電圧を印加することによって脂質膜

1） Nakamura H, Watano S: Direct Permeation ofを介して流れる微小電流をアンプで増幅して測定すること

Nanoparticles across Cell Membrane: A Review,ができる。すなわち、検出された電流変化やそこから算出

KONA Powder Part. J., 35, 49‒65, 2018.

される膜比容量から、物質が脂質２重膜を介して移動する様子を捉えることが可能である。

2） Zu Y, Huang S, Liao WC, Lu Y, Wang S: Gold Nanoparticles
Enhanced Electroporation for Mammalian Cell

脂質二重膜は、その構造から抵抗とコンデンサが並列に接続された RC 並列回路と電気的に等価と見なすことがでTransfection. J. Biomed. Nanotechnol. 1 0, 9 8 2‒9 9 2,2014.

きる。これを利用して、Fig. 7 C に示すような三角波電圧

3） Nakamura H, Sezawa K, Hata M, Ohsaki S, Watanoを印加した際に測定される微小電流の矩形波から、膜比容

S: Direct permeation of nanoparticle across model cell量を算出した。その結果、本装置で測定された平均膜比容

membrane by nanoparticle-induced local enhancement2

量は 0 . 37 ± 0 . 19 µF/cm となった。これは液滴接触法をof membrane potential, submitted.

用いた膜比容量の文献値 10）（0 . 4 - 0 . 6 µF/cm 2）と同等であ

4） Marrink SJ, Risselada HJ, Yefimov D, Tieleman, deり、これより構築した実験系で、脂質二重膜が形成できる

Vries AH: The MARTINI Force Field: Coarse Grained

ことを確認できた。今後はこの実験系を用いて、電場印加

Model for Biomolecular Simulations, J. Phys. Chem. B,環境下におけるナノ粒子の細胞膜透過を解析していく。

5. 総111, 7812‒7824, 2007.
5） Yesylevskyy SO, Schäfer LV, Sengupta D, Marrink

括SJ: Polarizable Water Model for the Coarse-Grained

本研究では、微弱な電場印加環境下におけるナノ粒子の細胞膜透過現象を分子動力学シミュレーションにより解析

MARTINI Force Field, PLoS Comput. Biol., 6, 1‒1 7,
2010.

した。その結果、以下のメカニズムでナノ粒子が細胞膜を6） Elahi N, Kamali M, Baghersad MH, Recent biomedical

直接透過することを新たに見出した。①まず、ナノ粒子がapplications of gold nanoparticles: A review, Talanta,

細胞膜表面に付着することによって、ナノ粒子と細胞膜と184, 537‒556, 2018.の接触界面において膜電位が局所的に増強される。そして、

7） Shimizu K, Nakamura H, Watano S: MD Simulation②この増強された膜電位が臨界電位を超えた際、ワイヤー

Study of Direct Permeation of a Nanoparticle across状の水分子クラスターが接触界面近傍で生成し、これがナ

the Cell Membrane under an External Electric Field,

ノ粒子の細胞膜直接透過を引き起こす。さらに、③ナノ粒子の膜透過後は、局所的に高い膜電位が消失するため、細Nanoscale, 8, 11897‒11906, 2016.
8） Tieleman DP: The molecular basis of electroporation.
BMC Biochem. 5, 1‒12, 2004.

胞膜は自己修復する。
細胞にダメージを与えることなく、細胞内に物質を直接

9） Kawano R, Tsuji, Sato K, Osaki T, Kamiya K, Hirano

送達することは、理想的な送達方法である。ここで、物質

M, Ide T, Miki N, Takeuchi S: Automated Parallel

が細胞膜を透過する際に生じてしまう欠損をできるだけ小Recordings of Topologically Identified Single Ion

さくし、ナノメートルスケールにすることができれば、理Channels, Sci. Rep., 3, 1995, 2013.

想的な低侵襲送達が実現できると思われる。本研究で得ら

10）Funakoshi, K, Suzuki H, Takeuchi S: Lipid Bilayer

れた知見は、外部から印加した微弱な電場に、ナノ粒子のFormation by Contacting Monolayers in a Microfluidic

表面電位を重畳させることで、前述したナノメートルスケ

Device for Membrane Protein Analysis, Anal. Chem.,

ールの細胞膜穿孔を実現できる可能性も示唆している。今78 , 8169 - 8174 , 2006 .

後も、ナノ粒子と細胞膜との界面電気現象に着目した研究− 126 −